[发明专利]一种铅硼聚乙烯板材的加工方法

说明书

技术领域

 本发明涉及核辐射防护技术领域，具体涉及一种铅硼聚乙烯板材的加工方法，用于核电站和其它核设施的辐射屏蔽。

背景技术

铅硼聚乙烯板材在辐射防护领域有着广泛的应用。其对中子和γ均有很好的屏蔽效果。在设计辐射防护屏蔽体时，按照结构与位置需要，不可避免的会使用到铅硼聚乙烯板材，因此，设计一种可靠性强，屏蔽效果好的用于中子和γ屏蔽的铅硼聚乙烯板材十分必要。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术的不足之处，而提供一种用于中子和γ屏蔽的铅硼聚乙烯板材的加工方法，其获得铅硼聚乙烯板材，可靠性强，屏蔽效果好。

本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：一种用于中子和γ屏蔽的铅硼聚乙烯板材的加工方法，其组分为铅砂颗粒、高密度聚乙烯、碳化硼、硅烷偶联剂等，铅硼聚乙烯板材压制需首先加工铅硼聚乙烯颗粒，再通过铅硼聚乙烯颗粒生产铅硼聚乙烯板材。具体步骤如下：

（1）称取如下重量比例的组分，铅砂颗粒：高密度聚乙烯：碳化硼=85.3:12.8:1.9，放入容器中混合搅拌；

（2）将稀释于酒精的偶联剂均匀喷洒在上述混合物中，搅拌充分，放置至液体成分彻底挥发；

（3）将步骤（2）中得到的混合物置入密炼机中高温密炼混合70min至混合物到熔融状态；

（4）将熔融状态的混合物倒入双螺杆挤出机中，挤出铅硼聚乙烯柱状物；

（5）使用风冷方式对铅硼聚乙烯柱状物进行冷却，冷却至约50℃时对柱状物进行切割造粒；

（6）将上述步骤制得的铅硼聚乙烯颗粒倒入平板硫化液压机中，使铅硼聚乙烯颗粒在平板硫化液压机模腔内均匀平铺；

（7）升温阶段，将平板硫化液压机模腔内温度升至180℃，不需加压力,在模具自重下挤出物料中的空气；

（8）保温阶段，将平板硫化液压机模腔内温度保持在180℃并保持4小时，仍然不加压力，此时物料全部融化，在模具自重下，挤出物料中的空气；

（9）降温保压阶段，使平板硫化液压机模腔内温度自然下降至45~55℃，施加并持续10MPa的压力，使铅硼聚乙烯板彻底成型稳定；

（10）卸压脱模阶段，5分钟内卸去平板硫化液压机所加压力至常压，脱模，获得成型铅硼聚乙烯板。

在上述技术方案中，酒精和偶联剂的配比为，酒精：偶联剂=3：1，物料在搅拌容器中的混合时间不少于45分钟，让偶联剂充分发挥作用。

在上述技术方案中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂、酒精等辅助材料酌情添加。

在上述技术方案中，物料在搅密炼中的密炼时间不少于60分钟，密炼温度为150℃，使物料变成熔融状态。

在上述技术方案中，铅硼聚乙烯板的长宽尺寸和厚度可以根据不同需求进行调整。

本发明方法加工的铅硼聚乙烯板材，可靠性强，屏蔽效果好，可广泛用于核电站和其它核设施的中子和γ辐射屏蔽。

附图说明

    图1为本发明一种铅硼聚乙烯板材的加工方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本实施例提供一种铅硼聚乙烯板材的加工方法，具体的工艺流程为：

（1）将铅砂颗粒、高密度聚乙烯和碳化硼分别称重85.3kg、12.8kg、1.9kg并置入搅拌容器中搅拌20分钟，使物料均匀混合；

（2）将稀释于酒精的偶联剂均匀喷洒在上述混合物中，继续搅拌25分钟以上，待液体成分彻底挥发，使偶联剂彻底发挥作用；其中，偶联剂0.3kg、酒精0.9kg，

（3）将搅拌好的混合物倒入密炼机中，在150℃下将物料密炼70min为熔融状态；

（4）将熔融状态的混合物倒入双螺杆挤出机中挤出直径为3~4mm的铅硼聚乙烯柱状物，并采用风冷的方式使柱状物冷却变硬；

（5）使用切割机将柱状物切割为长度3~4mm的圆柱形颗粒；

（6）清洁平板硫化液压机模具，模具中不得留有任何杂质，并使用有机硅油等脱模剂在模具上均匀涂刷；

（7）将上述步骤制得的铅硼聚乙烯颗粒倒入平板硫化液压机中，使铅硼聚乙烯颗粒在平板硫化液压机模腔内均匀平铺，在每个模具外沿均匀布放8个垫块；

（8）0min~1h，升温阶段，将平板硫化液压机模腔内温度升至180℃，不需加压力,在模具自重下挤出物料中的空气；